Question

某废催化剂含58.2%的SiO₂、21.0%的ZnO、4.50%的ZnS和12.8%的CuS及少量的Fe₃O₄。某同学用15.0 g该废催化剂为原料，回收锌和铜。采用的实验方案如下，回答下列问题：

    已知：ZnS与稀硫酸反应，且化合价不变； CuS既不溶解于稀硫酸，也不与稀硫酸反应

（1）在下列装置中，第一次浸出反应装置最合理的_______（填标号）。

（2）滤液1中含有Fe²⁺，选用提供的试剂进行检验，检验方法如下：____________。

（提供的试剂：稀盐酸  KSCN溶液  KMnO₄溶液   NaOH溶液  碘水）

（3）本实验要用到抽滤，设所用的洗涤剂为X，抽滤洗涤沉淀的操作__________。

（4）写出第二次浸出的化学反应方程式__________________________，

      向盛有滤渣1的反应器中加H₂SO₄和H₂O₂溶液，应先加_________________。

（5）滤渣2的主要成分是____________________________________。

      浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的主要仪器名称是______________________。

（6）某同学在实验完成之后，得到1.50 g CuSO₄·5H₂O，则铜的回收率为_____。

Answer

D 取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有亚铁离子 关小水龙头，使洗涤剂X缓缓通过沉淀物 CuS+H2O2+H2SO4=CuSO4+S+2H2O H2SO4 SiO2、S 蒸发皿 30% .

【解析】（1）第一次浸出主要是ZnS和稀硫酸反应，ZnS和稀硫酸反应生成ZnSO4和H2S，硫化氢有毒，污染环境，所以必须要有尾气处理装置，合适的装置是D；（2）检验滤液1中的Fe2+，根据提供的试剂，为了操作简便可以选用高锰酸钾溶液，第一次浸出时加了稀硫酸，所以不需要再加酸，答案为：取少量滤液1，滴加高锰酸钾溶液，若褪色，则证明有Fe2+；（3）抽滤洗涤沉淀的操作是：关小水龙头，使洗涤剂x缓缓通过沉淀物；（4）第二次浸出主要是CuS在酸性条件下和H2O2发生的氧化还原反应，反应的化学方程式为CuS+ H2O2+H2SO4= CuSO4 +S+ 2H2O，向盛有滤渣1的容器中加H2SO4和H2O2，由于滤渣的主要成分是SiO2和CuS，可以催化过氧化氢分解，所以要先加入H2SO4；（5）二氧化硅不会和硫酸及过氧化氢反应，所以滤渣2的主要成分是SiO2，浓缩、结晶得到硫酸锌晶体的仪器是蒸发皿；（6）废催化剂中铜的物质的量为 =0.02mol，1.50 g CuSO4·5H2O晶体中铜的物质的量为： =0.006mol，则铜的回收率为×100%=30%。